JP2005263983A - Method for recycling organic waste using coke oven - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法に関する。 The present invention relates to a method for recycling organic waste using a coke oven.
高炉等で使用する製鉄用コークスを製造するためのコークス炉を用いて廃棄プラスチックを処理するための技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。コークス炉内で廃棄プラスチックと共に石炭を乾留することで、コークスとともに廃棄プラスチックに由来する燃料ガス、タール等を得ることができる。 Techniques for treating waste plastics using a coke oven for producing iron-making coke used in a blast furnace or the like are known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). By co-distilling coal with waste plastic in a coke oven, fuel gas, tar, etc. derived from waste plastic can be obtained together with coke.
しかし一方で廃棄プラスチックをコークス炉で処理する場合には、廃プラスチックはコークス品質を規定する成分が乏しく、多種銘柄の石炭配合を変更しない場合にはコークス品質が低下する問題があるため、廃棄プラスチックの処理量に限界があることが知られている(例えば、特許文献3参照。)。また、廃プラスチックは揮発性成分が多いためコークス生産性が低下する問題もある。特許文献3によれば、廃棄プラスチックをコークス製造用装入炭の1.0mass%超配合して処理するとコークス強度が低下する。低強度のコークスは高炉等での使用には不適格であり、したがって、製鉄用コークスを製造するコークス炉においては、廃棄プラスチックの石炭に対する配合率には限界がある。特許文献3では、この問題を解決するために、廃プラスチックを石炭に0.1〜1.0mass%配合する、あるいは石炭装入直後または、石炭乾留時に廃プラスチックを炉頂空間部に装入する方法が開示されており、これにより多量の廃棄プラスチックをコークス炉で処理することが可能であるとしている。
On the other hand, when waste plastic is processed in a coke oven, waste plastic has few components that define the coke quality, and there is a problem that the coke quality deteriorates if the blending of various types of coal is not changed. It is known that there is a limit to the amount of processing (see, for example, Patent Document 3). Moreover, since waste plastic has many volatile components, there also exists a problem that coke productivity falls. According to
特許文献3に記載の方法では、コークス炉の炉頂空間部の体積が小さいので廃棄プラスチック処理量に限界がある。多量の廃棄プラスチックを処理するためにコークス製造中のコークス炉の炉頂空間部の体積を大きくすると、相対的に装入される石炭量が少量となり、炉内充填密度が低下して生産されるコークス強度が低下し、また生産性も低下する。また、コークス炉の上部の炉頂空間部付近に装入された石炭は炉頂空間部の廃棄プラスチックの影響を受けて、やはり強度が低下するため、コークス強度を低下させずに多量の廃プラスチック処理を行うことは困難である。また、炭化室に廃プラスチックのみ装入して熱分解する方法も考えられるが、生成したチャー類の炉内からの排出は既存の押し出し装置では非常に困難である。
In the method described in
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、製鉄用のコークス製造用のコークス炉を用いて、多量の廃棄プラスチック等の廃棄物を再資源化処理できる、コークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve such problems of the prior art and use a coke oven that can recycle a large amount of waste such as plastic waste using a coke oven for producing coke for iron making. It is to provide a method for recycling organic waste.
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)有機系廃棄物を製鉄用コークス製造に用いるコークス炉の炭化室に装入して、乾留熱分解することにより処理する方法であって、前記炭化室にコークスを所定のレベルまで装入してベッドコークスを形成し、該ベッドコークスを所定の温度まで加熱した後、前記有機系廃棄物を前記炭化室に装入して熱分解し、該熱分解された有機系廃棄物の残渣をコークスと共にコークス炉外に排出することを特徴とするコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(2)ベッドコークスを形成するコークスの粒径が100mm以下であることを特徴とする(1)に記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(3)コークス炉から排出された有機系廃棄物の残渣とコークスとを冷却後に分離し、該分離されたコークスをベッドコークスとして再利用することを特徴とする(1)または(2)に記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(4)コークス炉から排出された有機系廃棄物の残渣とコークスとを冷却後に分離し、該分離されたコークスを燃料および/または還元剤として利用することを特徴とする(1)または(2)に記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(5)コークス炉から排出された有機系廃棄物の残渣とコークスとを冷却後に分離し、該分離された有機系廃棄物の残渣を製鉄工程で利用することを特徴とする(1)ないし(4)のいずれかにに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(6)有機系廃棄物を熱分解する際に発生したガスを冷却すると同時に、ガス中の不純物を除去して、清浄なガスとして利用することを特徴とする(1)ないし(5)のいずれかに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(7)有機系廃棄物を熱分解する際に発生したタール類を回収して利用することを特徴とする(1)ないし(6)のいずれかにに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(8)有機系廃棄物を所定の大きさに破砕または粉砕し、異物を除去した後にコークス炉に装入することを特徴とする(1)ないし(7)のいずれかに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(9)有機系廃棄物が炭化室内で熱分解することにより形成される炉内空間の体積に応じて、さらに廃棄物をコークス炉内に装入する工程を複数回繰り返すことを特徴とする(1)ないし(8)のいずれかに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(10)炭化室内の温度を所定の範囲内に保持するように有機系廃棄物を装入することを特徴とする(9)に記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(11)コークス炉が複数の炭化室を有し、該炭化室のうち一部の炭化室のみに有機系廃棄物を装入することを特徴とする(1)ないし(10)のいずれかに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(12)コークス炉が複数の炭化室を有し、該複数の炭化室の全ての炭化室に有機系廃棄物を装入することを特徴とする(1)ないし(10)のいずれかに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
(13)有機系廃棄物の水分含有量を2〜30mass%に調整することを特徴とする(1)ないし(12)のいずれかに記載のコークス炉を用いた有機系廃棄物の再資源化方法。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) A method in which organic waste is charged into a carbonization chamber of a coke oven used for the production of coke for iron making, and is treated by dry distillation pyrolysis, in which the coke is charged to a predetermined level. After forming the bed coke and heating the bed coke to a predetermined temperature, the organic waste is charged into the carbonization chamber and pyrolyzed, and the residue of the pyrolyzed organic waste is removed. A method for recycling organic waste using a coke oven, wherein the coke oven is discharged together with the coke.
(2) The method for recycling organic waste using the coke oven according to (1), wherein the particle size of coke forming the bed coke is 100 mm or less.
(3) The organic waste residue discharged from the coke oven and coke are separated after cooling, and the separated coke is reused as bed coke. (1) or (2) To recycle organic waste using a coke oven.
(4) A residue of organic waste discharged from a coke oven and coke are separated after cooling, and the separated coke is used as a fuel and / or a reducing agent (1) or (2) ) Recycling method for organic waste using the coke oven.
(5) The organic waste residue discharged from the coke oven and the coke are separated after cooling, and the separated organic waste residue is used in the iron making process (1) to ( 4) A method for recycling organic waste using the coke oven according to any one of 4).
(6) Any one of (1) to (5), wherein the gas generated when pyrolyzing the organic waste is cooled, and at the same time, impurities in the gas are removed and used as a clean gas. A method for recycling organic waste using the coke oven according to claim 1.
(7) The organic waste using the coke oven according to any one of (1) to (6), wherein tars generated when pyrolyzing the organic waste are recovered and used. How to recycle things.
(8) The coke oven according to any one of (1) to (7), wherein the organic waste is crushed or pulverized to a predetermined size, foreign matter is removed, and the coke oven is charged. Recycling method of organic waste used.
(9) According to the volume of the furnace space formed by pyrolyzing the organic waste in the carbonization chamber, the process of charging the waste into the coke oven is repeated a plurality of times ( A method for recycling organic waste using the coke oven according to any one of 1) to (8).
(10) The organic waste recycling method using the coke oven according to (9), wherein the organic waste is charged so as to keep the temperature in the carbonization chamber within a predetermined range. .
(11) The coke oven has a plurality of carbonization chambers, and only one of the carbonization chambers is charged with organic waste in any one of (1) to (10) A method for recycling organic waste using the described coke oven.
(12) The coke oven has a plurality of carbonization chambers, and the organic waste is charged into all the carbonization chambers of the plurality of carbonization chambers. (1) to (10) To recycle organic waste using a coke oven.
(13) Recycling organic waste using the coke oven according to any one of (1) to (12), wherein the water content of the organic waste is adjusted to 2 to 30 mass%. Method.
本発明によれば、コークス炉において多量の有機系廃棄物の効率的な再資源化処理が可能となる。さらに再資源化物であるチャー類、生成ガス、タール類あるいはベッドコークスを製鉄所内外で有効に活用することが可能であり、地球環境対策上も優れた方法である。このように本発明を適用すれば炭酸ガス削減による地球温暖化防止や廃棄物の再資源化による資源の有効利用、省資源、省エネルギー、さらに埋め立て削減による環境負荷の低減など、環境保全に多大な効果がある。 According to the present invention, it is possible to efficiently recycle a large amount of organic waste in a coke oven. Furthermore, chars, product gas, tars or bed coke, which are recycled materials, can be used effectively inside and outside the steelworks, and it is an excellent method for global environmental measures. In this way, if the present invention is applied, there is a great deal of environmental conservation, such as prevention of global warming by reducing carbon dioxide, effective use of resources by recycling waste, resource saving, energy saving, and reduction of environmental burden by landfill reduction. effective.
本発明では、炭素、水素、酸素、窒素、塩素、硫黄および灰分、水分を主成分とする、廃プラスチック、廃木材等の有機系廃棄物(以下、単に「廃棄物」と記載する。)を製鉄用コークス製造に用いるコークス炉に上部より装入し、乾留熱分解することにより生成する、発生ガス、タール類および炭化物を主体とする熱分解残渣(以下、「チャー類」と記載する。)等を回収、利用することにより廃棄物を再資源化する。 In the present invention, organic waste such as waste plastic and waste wood (hereinafter simply referred to as “waste”) mainly composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, chlorine, sulfur, ash, and moisture. Pyrolysis residue mainly composed of evolved gas, tars and carbides (hereinafter referred to as “chars”) produced by charging into a coke oven used for producing coke for iron making from the top and pyrolyzing pyrolysis. Recycling wastes by collecting and using them.
廃棄物を装入するコークス炉の炭化室には、予め炭化室内にコークスを所定のレベルまで装入し(以下、コークス炉内に装入したコークスを「ベッドコークス」と記載する。)所定の温度まで加熱した後に、廃棄物を炭化室の上部より装入し、乾留熱分解する。そして、熱分解されたチャー類をコークスと共にコークス炉外に排出する。 The coke oven of the coke oven in which the waste is charged is previously charged with the coke to a predetermined level (hereinafter, the coke charged in the coke oven is referred to as “bed coke”). After heating to temperature, the waste is charged from the top of the carbonization chamber and pyrolyzed pyrolysis. The pyrolyzed chars are discharged out of the coke oven together with the coke.
ベッドコークスに用いるコークスは炭化室からの押し出し機による排出時スムーズな排出が可能となるよう粒径100mm以下とすることが望ましい。 It is desirable that the coke used for the bed coke has a particle size of 100 mm or less so that it can be smoothly discharged when discharged from the carbonization chamber by an extruder.
また、廃棄物は、事前に所定の大きさまで破砕または粉砕し、異物を除去したもの、あるいはそれらを造粒、または塊状に成形したものを用いることが望ましい。 In addition, it is desirable to use waste that has been crushed or pulverized to a predetermined size and removed foreign matters, or that has been granulated or formed into a lump.
廃棄物のコークス炉への装入は、廃棄物がコークス炉内で熱分解・体積収縮により形成される炉内空間の体積に応じて、予め定められた量に計量された廃棄物を一度に装入する工程(バッチ装入)か、または連続的に装入する工程(連続装入)かを、チャー類が炉内所定レベルに達するまで複数回繰り返すことが好ましい。 The waste is charged into the coke oven at a time when the waste is weighed to a predetermined amount according to the volume of the furnace space formed by pyrolysis and volume contraction in the coke oven. It is preferable to repeat the charging step (batch charging) or the continuous charging step (continuous charging) a plurality of times until the chars reach a predetermined level in the furnace.
また、廃棄物をコークス炉へ複数回装入する際には、コークス炉内の温度を所定の範囲内に保持するように装入することが望ましい。 In addition, when charging waste into the coke oven multiple times, it is desirable to charge the coke oven so that the temperature in the coke oven is maintained within a predetermined range.
上記のようにして廃棄物をコークス炉で処理することで、廃棄物を高速処理することが可能であり、大量の廃棄物をリサイクルすることが可能となる。 By treating the waste in the coke oven as described above, the waste can be processed at a high speed, and a large amount of waste can be recycled.
また、廃棄物のコークス炉への装入を繰り返して、コークス炉内のチャー類の量が増加して、ベッドコークスとチャー類が炉内の所定高さまで到達した場合には、炉内を沈静化、均質化させるためさらに所定時間保持した後に、ベッドコークスとチャー類を押し出し装置により同時にコークス炉より排出することが望ましい。 In addition, if the amount of char in the coke oven increases due to repeated charging of the waste into the coke oven, and bed coke and char reach a predetermined height in the oven, the inside of the oven is calmed down. It is desirable that the bed coke and the chars are simultaneously discharged from the coke oven by an extrusion device after holding for a predetermined time to make them uniform.
コークス炉は通常複数の炭化室を有するものであるが、コークス炉の炭化室のうち一部の炭化室のみに廃棄物を装入することが望ましい。一方で、コークス炉の複数の炭化室の全ての炭化室に廃棄物を装入することも効果がある。それぞれの場合の効果については後述する。 A coke oven usually has a plurality of carbonization chambers, but it is desirable to charge waste into only some of the carbonization chambers of the coke oven. On the other hand, it is also effective to charge the waste into all the carbonization chambers of the plurality of carbonization chambers of the coke oven. The effect in each case will be described later.
コークス炉から押しだされて排出されたベッドコークスおよびチャー類は、冷却装置等で冷却後、コークス、チャー類を篩い分け装置等を用いて分離し、分離されたコークスを再度ベッドコークスとして利用するかまたは、高炉あるいはキュポラ、あるいはガス化溶融炉などの燃料、還元剤などに利用することが望ましい。また、篩い分け装置等を用いて分離されたチャー類は、石炭と配合してコークス製造に供する、鉄鉱石と混合して焼結鉱製造プロセスの燃料として供する、石炭代替として高炉羽口より吹き込む、溶銑、溶鋼の保熱材として供するなど製鉄工程で利用することが望ましい。 The bed coke and chars pushed out from the coke oven and cooled are cooled by a cooling device, etc., and then the coke and chars are separated using a sieving device etc., and the separated coke is used again as bed coke. Alternatively, it is desirable to use the fuel for a blast furnace or cupola, or a gasification melting furnace, a reducing agent, or the like. Chars separated using a sieving device are mixed with coal for coke production, mixed with iron ore and used as fuel for the sinter production process, and blown from the blast furnace tuyere as a substitute for coal It is desirable to use it in the iron making process, for example, as a heat insulating material for hot metal and molten steel.
廃棄物をコークス炉内で乾留熱分解する際に発生した一酸化炭素、水素、メタン等を成分とするガスは、付帯の設備等を用いて冷却すると同時に、ガス中の不純物を除き清浄なガスとして利用することが望ましい。 Gas containing carbon monoxide, hydrogen, methane, etc., generated during pyrolysis of waste in a coke oven, is cooled using ancillary equipment, etc. It is desirable to use as.
また、廃棄物をコークス炉内で乾留熱分解する際に発生したタール類を回収して、有効に利用することが望ましい。 In addition, it is desirable to recover tars generated when pyrolyzing pyrolysis of waste in a coke oven and use it effectively.
さらに、発生したチャー類がコークス炉内レンガに付着、成長することを防止するために、有機系廃棄物の水分含有量を2〜30mass%に調整することが望ましい。予め廃棄物に水分を2〜30mass%含有させるか、または炉内に装備された装置により水蒸気または水を炉内に装入した廃棄物に所定量噴霧することで、水分含有量を調整可能である。 Furthermore, in order to prevent generated chars from adhering to and growing on the bricks in the coke oven, it is desirable to adjust the water content of the organic waste to 2 to 30 mass%. It is possible to adjust the moisture content by preliminarily containing 2-30 mass% of moisture in the waste, or spraying a predetermined amount of water vapor or water on the waste charged in the furnace with the equipment installed in the furnace. is there.
以下、本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
(廃棄物の事前処理について)廃棄物は通常さまざまな大きさであり、さまざまな物質を含んでいる。そこで廃棄物を炭化室に装入するにあたって、事前処理を行うことによって再資源化処理の速度、効率を高めることが望ましい。図1に廃棄物の事前加工処理の一実施形態のフローを示す。廃棄物は破砕・異物(金属類、土砂類など)除去・塩化ビニル除去を行った後、成型機によって3〜30mm程度の大きさに成型され、最終的に調湿される。 (Waste pre-treatment) Wastes are usually of various sizes and contain various substances. Therefore, it is desirable to increase the speed and efficiency of the recycling process by performing pretreatment when charging the waste into the carbonization chamber. FIG. 1 shows a flow of an embodiment of waste pre-processing. The waste is crushed, foreign matter (metals, earth and sand, etc.) is removed and vinyl chloride is removed, and then molded into a size of about 3 to 30 mm by a molding machine, and finally conditioned.
(実施の概略形態)本発明の一実施形態の概略を図2を用いて説明する。コークス炉は炭化室3と燃焼室4からなる。1は装炭車であり、炭化室3に装入する原料を搬送する。燃焼室4で燃焼された高温ガスが耐火隔壁レンガを加熱し、当該レンガからの伝熱により、炭化室3の上部にある装入孔2より装入されたコークス(ベッドコークス5)は加熱される。コークス装入直後温度は一旦低下するがその後回復するのを待って廃棄物6を同じ装入口2より装入する。廃棄物6は蒸し焼きにされ該熱分解で生成する炭化物を主成分とする残渣(チャー類)、生成ガス、タール類などに熱分解され、体積は大幅に収縮する。廃棄物6の装入を複数回繰り返した後ベッドコークス5とチャー類を押し出し機7を用いて炉外に排出する。排出されたベッドコークス5、チャー類は図3に示す方法で篩い分けられそれぞれ再利用される。なお、ベッドコークス5の役割はコークス炉窯内炉底、炉下部の耐火物を保護するとともに、押し出し設備によるチャー類の炉外への排出(窯出し)を円滑に行うことである。従ってベッドコークス5には高炉用の高強度のものを用いることが当然可能であるが、高炉用に適さないものであっても窯出し可能な最低限の強度(15回転ドラム強度指数で80以上)あるいは粒度を有するコークスであれば使用可能である。
(Summary of Embodiment) The outline of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The coke oven comprises a
(発明の時系列的な状態)以下、図4を用いて本発明の一実施形態を時系列的な状態で説明する。図4において、状態Aに示すように高温状態になっている炭化室3内にあらかじめ製造された100mm以下程度の大きさのコークスを炉底より所定のレベル(有効炉高の1/3程度)まで装入する。上記で説明した機能を有するこのベッドコークス5は所定の温度(800〜1000℃)まで加熱される。廃棄物6の下に何も装入しない状態で炭化室に廃棄物6を装入して熱分解すると廃棄物6の残渣が炉底や炉壁に付着してしまい、炉外への排出が困難となるが、炭化室3の下部にコークス5を装入し、その上に廃棄物6を装入することで、廃棄物6の残渣をコークスと共に炭化室3外に排出でき廃棄物6の付着の問題を解決できる。
(Time-series state of the invention) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in a time-series state with reference to FIG. In FIG. 4, a coke having a size of about 100 mm or less produced in advance in the
次に状態Bに示すようにベッドコークス5投入後第一回目の廃棄物6を所定量装入する。この場合、コークス炉に装入する廃棄物6としては、一般廃棄物、産業廃棄物等の通常の有機物を主体とする廃棄物を用いることができる。廃棄プラスチックを主体とする廃棄物の場合熱分解生成物の収率が高いのでさらに好ましい。
Next, as shown in state B, a predetermined amount of the
状態Cに示すように廃棄物は炭化室3内で熱分解して炭化物類、乾留生成ガス、タール類等となり、体積収縮して乾留生成物(チャー類)12となり、炭化室の上部に空間が形成される。
As shown in state C, the waste is thermally decomposed in the
この空間にさらに新たに処理する廃棄物6を装入することが可能である。なお、廃棄物6の熱分解の終了は、コークス炉からの発生ガスをモニターすることで把握できる。石炭の乾留時(通常のコークス炉操業時)に同時に廃棄物処理を行う場合は、石炭の乾留過程でもガスが発生するため、廃棄物処理の終了時点の見極めが困難であり、廃棄物をコークス炉に効率良く追加投入することは困難である。
It is possible to insert
以上のように廃棄物装入―乾留熱分解収縮―装入を所定時間置いて複数回繰り返し(状態D〜F)、廃棄物の新規装入が困難になるまで行うことにより、高速かつ大量かつ効率的に廃棄物を再資源化処理することができる。 As described above, waste charging-pyrolysis shrinkage-charging is repeated a plurality of times for a predetermined time (states D to F), and it is performed until new charging of waste becomes difficult. Waste can be efficiently recycled.
状態Gで示すように、廃棄物6の装入をn回行い、乾留生成物であるチャー類が炭化室の所定のレベルまで積み上がって新規装入が困難となった時点で押し出し装置により炭化室内のコークス、チャー類を排出し炭化室3を空にする(状態H)。その後、状態Aに戻り一連の操作を繰り返す。なお、廃棄物6をコークス炉3に装入後に、必要に応じて、廃棄物6の上部にさらにコークスを再装入して、廃棄物3をコークスでサンドイッチした状態とすることも可能である。例えばフィルム状の廃棄プラスチックのような非常に軽い廃棄物等は飛散する恐れがあり、廃棄物6の上部にさらにコークスを再装入することで飛散を防止し、廃棄物6の処理効率を向上させることができる。これらの一連の操作においては、炭化室3内の温度が図4の上部のグラフに示すように所定の範囲内(例えば800〜1000℃)におさまるように燃焼室の燃焼ガスの制御により保持しながら行う。
As shown in the state G, the
以上は廃棄物をバッチ装入する場合の操作について述べたが、廃棄物を連続的に装入することも可能である。また、排出されたコークス、チャー類は図3に示すように、冷却後スクリーンでコークス、チャー類に篩い分け、後述するように有効に利用することが望ましい。 The operation in the case of batch charging waste has been described above, but it is also possible to continuously charge waste. Further, as shown in FIG. 3, it is desirable that the discharged coke and chars are screened into coke and chars after cooling and effectively used as described later.
(処理窯数)通常、コークス炉は複数の炭化室を有するが、複数の炭化室のうち一部の炭化室のみにコークスと廃棄物とを装入することが望ましい。一部の炭化室の利用のみでも多量の廃棄物を処理できるので、廃棄物処理専用の炭化室とコークス製造用の炭化室とを分離することができ、高炉用のコークスを高炉の操業に十分な量安定して製造しながら、廃棄物処理を行うことができる。一方で、必要に応じて、複数の炭化室の全ての炭化室にコークスと廃棄物とを装入することも可能である。これにより短期間に非常に多量の廃棄物を処理することができる。高炉用のコークスを製造する設備であるコークス炉において、一定期間のみ廃棄物処理を行い、残りの期間は高炉用のコークスのみを製造することで、製造される高炉用コークスの品質も安定する。 (Number of treatment kilns) Usually, a coke oven has a plurality of carbonization chambers, but it is desirable to charge coke and waste into only some of the carbonization chambers. Since a large amount of waste can be processed by using only some of the carbonization chambers, the carbonization chamber dedicated to waste treatment and the carbonization chamber for coke production can be separated, and coke for the blast furnace is sufficient for blast furnace operation. Waste treatment can be performed while producing a stable amount. On the other hand, if necessary, coke and waste can be charged into all the carbonization chambers of the plurality of carbonization chambers. Thereby, a very large amount of waste can be treated in a short time. In a coke oven, which is a facility for producing coke for blast furnace, waste is treated only for a certain period, and only the coke for blast furnace is produced for the remaining period, thereby stabilizing the quality of the produced blast furnace coke.
(コークス、チャー類、生成ガス、タール類の利用)排出されたコークスおよびチャー類、生成ガス、タール類を利用する際の一実施形態を図3を参照しながら説明する。上述のように炭化室から排出され、篩い分けられたコークスは本発明におけるコークスベッドとして再度炭化室に装入して繰り返し利用することが可能である。あるいは、高強度を有するコークスは高炉に装入して還元剤として利用することが可能である。またガス化溶融炉の燃料として使用するコークスは、高炉で使用するコークスほどの高強度を有する必要もなく、廃棄物の残渣が付着している場合も問題がないため、廃棄物を処理する際に排出されたコークスは、ガス化溶融炉の燃料として多量に好適に使用できる。一方、乾留生成物の1つであるチャー類は燃料等に利用される。チャー類はたとえば、製鉄所の中で、鉄鉱石を焼き固める焼結鉱製造工程において燃料として利用することができる。また、高炉の羽口から吹き込むことにより微粉炭またはコークス代替としても利用可能である。あるいは、原料炭と混合してコークス製造用の原料として用いることもできる。乾留生成ガス、タール類は、石炭乾留により生成した乾留生成ガス、タール類と混合され従来通りの所定の処理をされた後、従来と同様に利用できる。一酸化炭素、水素、メタン、などを主成分とする乾留ガスは既存のコークス炉のガス処理設備を用いて清浄化され製鉄所のエネルギー源として利用される。またガス中のタール分は従来どおり回収され利用される。 (Utilization of Coke, Chars, Generated Gas, Tars) One embodiment of using discharged coke and chars, generated gas, tars will be described with reference to FIG. As described above, the coke discharged from the carbonization chamber and sieved can be repeatedly used as a coke bed in the present invention by being charged again. Alternatively, coke having high strength can be charged into a blast furnace and used as a reducing agent. In addition, coke used as fuel for gasification melting furnaces does not have to be as strong as coke used in blast furnaces, and there is no problem even when waste residues are attached. The coke discharged in can be suitably used in large quantities as fuel for the gasification melting furnace. On the other hand, chars which are one of the carbonization products are used as fuel. For example, char can be used as a fuel in a sinter manufacturing process in which iron ore is baked and solidified in an ironworks. It can also be used as an alternative to pulverized coal or coke by blowing from the blast furnace tuyeres. Alternatively, it can be mixed with raw coal and used as a raw material for coke production. The dry distillation product gas and tars can be used in the same manner as before after being mixed with the dry distillation product gas and tars produced by coal dry distillation and subjected to a predetermined treatment as usual. The dry distillation gas mainly composed of carbon monoxide, hydrogen, methane, etc. is cleaned using the gas processing equipment of the existing coke oven and used as an energy source for steelworks. The tar content in the gas is recovered and used as usual.
製鉄原料製造用のコークス炉による試験を行った。廃棄物として比較的嵩密度の小さい廃棄プラスチックを上記の本発明の方法で処理する場合、炭化室一室(窯)当りで平均して1時間あたり3トン程度の廃棄物を処理することが可能であり、効率的に廃棄物が処理できた。このように本発明によれば廃棄物を高速すなわち、大量に再資源化処理することができる。 A test was conducted using a coke oven for producing steelmaking raw materials. When waste plastic with a relatively low bulk density is treated as waste by the above-described method of the present invention, it is possible to treat waste of about 3 tons per hour on average per carbonization chamber (kiln). And waste could be processed efficiently. Thus, according to the present invention, waste can be recycled at high speed, that is, in large quantities.
また、3〜10mm程度の粒径に破砕処理または造粒した廃プラスチックを1バッチで4トン装入すると80分程度(図4のt1の時間に相当)と短時間に熱分解を完了することがわかった。すなわち本発明によれば、乾留ガス化速度は十分大きく短時間に再資源化処理が可能であることがわかる。 In addition, when 4 tons of waste plastic crushed or granulated to a particle size of about 3 to 10 mm is charged in one batch, thermal decomposition is completed in a short time of about 80 minutes (corresponding to the time t1 in FIG. 4). I understood. That is, according to the present invention, it can be understood that the recycle gasification rate is sufficiently high and the recycling process can be performed in a short time.
また、1バッチ4トンずつ9回装入した、廃棄物処理1サイクルに要する時間(図4において、状態AからHの1サイクルの時間t2に相当)は12時間程度であり、処理量は一日約70トンであった。したがって、現在使用されているコークス炉1窯を用いて、時間あたり平均3トン、年間約26000トンの再資源化処理を効率的に行うことが可能である。一方従来技術のように石炭と混合して廃棄物再資源化処理を行う場合、石炭の乾留時間(通常20時間以上)によって廃棄物処理時間が律速されるため、たとえば石炭中に1mass%廃棄物を混合したとして1窯あたりの年間再資源化処理量は130トンであり、本発明の26000トンと比較すると大幅に少ない。別の見方をすれば、同じ量の廃棄物を処理するのに従来技術では本発明に比べて200倍の窯数が必要である。本発明では石炭の乾留を行う必要がないため上記のように数時間程度で処理が完了でき、1窯あたりの廃棄物再資源化処理効率、速度が非常に大きく向上する。 Further, the time required for one cycle of waste treatment in which 4 tons of batches are charged 9 times (corresponding to time t2 of one cycle from state A to H in FIG. 4) is about 12 hours, and the processing amount is one. It was about 70 tons per day. Therefore, it is possible to efficiently carry out a recycling process of an average of 3 tons per hour and about 26000 tons per year using one currently used coke oven. On the other hand, when the waste recycling treatment is performed by mixing with coal as in the prior art, the waste treatment time is limited by the coal carbonization time (usually 20 hours or more), so, for example, 1 mass% waste in coal. As a result, the annual recycling amount per kiln is 130 tons, which is much smaller than 26,000 tons of the present invention. Viewed another way, the prior art requires 200 times more kilns than the present invention to process the same amount of waste. In the present invention, since it is not necessary to perform carbonization of coal, the treatment can be completed in several hours as described above, and the waste recycling treatment efficiency and speed per kiln are greatly improved.
1 装炭車
2 装入口
3 炭化室
4 燃焼室
5 ベッドコークス
6 有機系廃棄物
7 押し出し機
8 ガイド車
9 燃焼ガス
10 乾留生成ガス
11 アンモニア水
12 乾留生成物(チャー類)
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